Собираясь на пляж, перелейте воду в термостатированную емкость, а прихватив на заправке пару бутылочек воды, не забудьте забрать остатки домой.

В нашем теле обитает бесчисленное множество невидимых помощников. Кожу, кишечник и другие потайные уголки тела человека населяют триллионы различных бактерий, и даже внутренние органы, традиционно считающиеся стерильными, например полость матки, весьма далеки от этого.

Наши симбионты и квартиранты вырабатывают в 150 раз больше разных веществ, чем мы сами, и большинство этих веществ обладает той или иной биологической активностью. В процессе длительной совместной жизни микробы подписали между собой сложнейший «общественный договор». Один из них вырабатывает вещество как побочный продукт, а другой без этого вещества жить не может. Почти ни один доступный биосубстрат не работает только в интересах одной разновидности микроорганизмов, а нередко используется и их хозяином — человеком. Каждую доступную «экологическую нишу» в составе нашего организма занимает то или иное сообщество бактерий, меняющихся в течение жизни человека и различающихся от человека к человеку.

Значение микрофлоры для здоровья трудно переоценить. Например, бактерии поставляют нам часть ферментов, необходимых для переваривания пищи и экстракции из нее витаминов и микроэлементов. Они закодированы в бактериальных генах. Получается, собственного генома человеку не хватает: симбионты-помощники предоставляют страницы своих генетических скрижалей, чтобы добавить нашему организму всякие полезные аксессуары. Покупатели новых автомобилей знают: машина в базовой комплектации доедет в Москву из Владивостока и обратно безо всяких проблем. Но чтобы водитель получил от поездки удовольствие, потребуются и подогрев сидений, и подставочка для кофе. Так же и организм человека. В отсутствие некоторых полезных бактерий мы не погибнем, но самочувствие оставит желать лучшего. И если у вас «то лапы ломит, то хвост отваливается», возможно, дело не в вас самих, а в общем расстройстве сообщества невидимых помощников, почему-то переставшего справляться со своими ежедневными обязанностями.

Возьмем, например, кишечник. Его населяет не менее двух — а по некоторым данным, до десяти — тысяч разновидностей микроорганизмов общей массой от одного до трех килограммов. Интересно, что долгое время изучением кишечной микрофлоры ученые-генетики пренебрегали. Считалось, что у них есть задачи поважнее — например, расшифровка генома человека, подробное описание генных вариантов и мутаций, а также распутывание сети молекулярных взаимодействий внутри человеческих клеток. Бактерии же были оставлены на откуп микробиологам, которые изучали их методами, традиционными для этой научной отрасли: высаживали на чашки с агаром и подсчитывали колонии. Однако лишь малая доля микробов способна расти в чашке Петри. Большинство обитателей нашего кишечника гораздо капризнее. Их можно понять: невкусный агар не сравнить с кулинарным разнообразием, попадающим в наш желудок. Именно поэтому микробиологи смогли научиться узнавать в лицо лишь несколько десятков самых неприхотливых микробов, а остальные долго оставались за кадром.

Изобретение высокопроизводительных секвенаторов ДНК изменило наш взгляд на маленький кишечный народец, помогающий переваривать пищу. Оказалось, что биоразнообразие нашей микрофлоры превосходит самые смелые предположения. Многие ученые удивились настолько, что дальнейшее изучение человека решили проводить вкупе с живущими в его кишечнике микробами и даже назвали все это сообщество единым сверхорганизмом. Такая расширительная трактовка понятия «человек», в представлении авторов, все-таки перебор. Однако интерес к микробному сообществу, в тесноте да не в обиде проживающему на территории нашего организма, велик настолько, что усилия по его изучению уже сравнялись по масштабу со знаменитым проектом «Человеческий геном», главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов нашей ДНК и идентифицировать 20–25 тыс. генов.

Большинство бактерий-симбионтов живут в толстой кишке и составляют 35–50% ее содержимого. Чем занимается кишечник? Вы скажете: «Переваривает пищу». Ответ верен лишь наполовину. В верхнем отделе кишечника над каждым кусочком пищи действительно трудятся наши собственные ферменты, а вот в нижнем получившуюся кашицу переваривают уже не продукты наших клеток, а кишечные бактерии, причем для своей же пользы. Сам кишечник всасывает только то, что бактерии расщепили, но не успели утилизировать.

Микробиота кишечника представляет собой своего рода отдельный орган, необходимый для правильного обмена веществ. Микрофлора ферментирует неусваиваемые пищевые остатки, сбраживает углеводы, утилизирует белки, преобразует нужные, но не особо полезные желчные кислоты в продукты, безопасные для выделительной системы, синтезирует необходимые нам короткоцепочечные жирные кислоты, которыми небогата пища, а также производит аминокислоты и витамины для нашего организма.

Каждый вид бактерий специализируется на определенном типе продуктов. Сахаролитические бактерии предпочитают сбраживать углеводы, к ним относятся некоторые представители Bacteroides, Bifidobacterium, Lactobacillus, Eubacterium, Propionibacterium, Escherichia, Enterococcus, Peptostreptococcus, Fusobacteria и др. Протеолитические микроорганизмы получают энергию за счет утилизации аминокислот, образующихся при расщеплении белковой пищи. Они представлены видами родов Streptococcus, Staphylococcus, Proteus и знакомой нам всем Escherichia coli, то есть кишечной палочки. Бактерии-протеолитики, впрочем, не против побаловаться и сахарком.

В кишечнике для бактерий — рай! Там тепло, еда сама с неба валится. В этом прекрасном местечке был бы рад поселиться почти любой вид микроорганизмов, да место занято. Микробы конкурируют между собой и за доступные питательные вещества, и за необходимое пространство. При этом полезная микрофлора подавляет рост патогенов. Для этого у «хороших» микробов все продумано — они взаимодействуют с иммунной и нервной системами, а также холят и лелеют связанную с кишечником систему лимфоузлов, чем способствуют формированию иммунологической памяти.

Каждый курс антибиотиков — неважно, по делу или «на всякий случай» — подвергает нашу микрофлору нечеловеческим страданиям. Некоторые виды микробов сокращаются в численности — а другие, самые редкие, могут вообще исчезнуть! Представим себе ребенка со средненьким видовым разнообразием кишечной флоры, видов эдак в пятьсот. (Как мы уже говорили выше, эта цифра гораздо ниже реальной, потому что о многих видах кишечных бактерий мы знаем только по кусочкам секвенированных из них генов, не совпадающих ни с одним из известных видов.) Мы начнем наш мысленный эксперимент с пятисот видов, для простоты. В результате курса антибиотиков, необходимого в связи с затянувшимся кашлем, микрофлора пострадала, но быстро восстановилась благодаря рекомендованному педиатром курсу пробиотиков — живых спор ацидофильных лактобактерий.